Output e riavvio¶

I risultati dell'analisi esistono in memoria così come sono, quindi devono essere scritti in file appropriati per post-processing, visualizzazione, recupero e riavvio. Poiché il formato dei file, le grandezze di output e la frequenza di output differiscono a seconda dello scopo, FrontISTR fornisce più percorsi di output per utilizzi differenti.

L'output di FrontISTR è costituito da tre sistemi: file dei risultati che salvano i valori dell'analisi (!WRITE,RESULT), file di visualizzazione usati per la visualizzazione (!WRITE,VISUAL) e file di restart che salvano lo stato dell'analisi (!RESTART). Le grandezze fisiche incluse nei file dei risultati e nei file di visualizzazione sono selezionate rispettivamente con !OUTPUT_RES e !OUTPUT_VIS.

Panoramica delle funzioni¶

Le impostazioni di output sono più facili da organizzare considerando separatamente i tre assi seguenti.

Asse	Input principale	Ruolo
Destinazione dell'output	`!WRITE,RESULT`, `!WRITE,VISUAL`, `!RESTART`	Determina il tipo di file in cui salvare i risultati in funzione dell'uso previsto.
Variabili di output	`!OUTPUT_RES`, `!OUTPUT_VIS`	Determina le grandezze fisiche incluse nei file dei risultati o nei file di visualizzazione.
Frequenza di output	`FREQUENCY`	Determina quanti step intercorrono tra due scritture su file.

!WRITE,RESULT abilita i file dei risultati e !OUTPUT_RES specifica le variabili di output. !WRITE,VISUAL abilita i file di visualizzazione e !OUTPUT_VIS specifica le variabili passate alla visualizzazione. In entrambi i casi, l'intervallo di output può essere controllato mediante FREQUENCY. !WRITE è una singola scheda, e RESULT / VISUAL / FEMAP possono coesistere come parametri che selezionano le destinazioni di output.

Le righe dei dati di !OUTPUT_RES e !OUTPUT_VIS elencano i nomi delle variabili di output e ON / OFF. Specificando GROUP è possibile limitare il target dell'output per gruppo. Per la sintassi di input specifica e le righe dei dati disponibili, vedere il riferimento delle parole chiave.

!RESTART salva lo stato stesso dell'analisi, separatamente dai file dei risultati e dai file di visualizzazione. I file di restart vengono utilizzati per riprendere un'analisi dallo stesso stato dopo un'interruzione.

Scelta dell'output¶

Scegliere innanzitutto l'output in base allo scopo della verifica. Utilizzare un file dei risultati quando i valori numerici saranno usati per il post-processing o per un'altra analisi, e un file di visualizzazione quando si vogliono controllare forme o distribuzioni con uno strumento di visualizzazione. Se è necessario riprendere l'analisi a metà, abilitare un file di restart separatamente dal normale output dei risultati.

Scopo	Output da selezionare	Specifica principale
Salvare i valori dell'analisi per post-processing, confronto o un'altra analisi	File dei risultati	`!WRITE,RESULT` e `!OUTPUT_RES`
Controllare distribuzioni e forme deformate in ParaView o strumenti analoghi	File di visualizzazione	`!WRITE,VISUAL`, `!OUTPUT_VIS`, `!VISUAL`
Riprendere a metà un'analisi di lunga durata	File di restart	`!RESTART`
Ridurre la dimensione dell'output	Emettere solo le variabili necessarie	`ON` / `OFF` e `FREQUENCY` in `!OUTPUT_RES` / `!OUTPUT_VIS`

Nelle analisi su larga scala, salvare ogni step con le impostazioni di output predefinite può rendere molto grandi i file dei risultati e i file di visualizzazione. Impostare su ON solo le grandezze fisiche necessarie e su OFF quelle non necessarie alla verifica. Se non è necessaria una cronologia temporale dettagliata, aumentare FREQUENCY per rendere più ampio l'intervallo di output.

Un ordine utile per decidere le variabili di output è "grandezza fisica da esaminare", "destinazione dell'output" e "frequenza". Ad esempio, per esaminare una distribuzione di tensione in ParaView, abilitare i file di visualizzazione e selezionare NSTRESS o NMISES con !OUTPUT_VIS. Per elaborare numericamente la forza di contatto, abilitare i file dei risultati e selezionare CONTACT_NFORCE o una variabile analoga con !OUTPUT_RES.

Grandezze fisiche disponibili¶

Le variabili di output sono suddivise in risultati dell'analisi strutturale, dell'analisi dinamica, dell'analisi termica, dell'analisi di contatto, risultati specifici degli elementi e metadati identificativi. La tabella seguente riassume i principali nomi delle variabili, i tipi e i tipi di analisi in cui vengono utilizzati. Per l'elenco completo dei nomi delle variabili e la sintassi delle righe dei dati, vedere !OUTPUT_RES e !OUTPUT_VIS.

Categoria	Nome variabile	Tipo	Tipo di analisi principale	Descrizione
Grandezze strutturali di base	`DISP`, `ROT`, `REACTION`	Vettore	Analisi statica, analisi dinamica	Spostamento, rotazione e forza di reazione nodale. `ROT` è valido per elementi con gradi di libertà rotazionali.
Tensione	`NSTRESS`, `ESTRESS`, `ISTRESS`	Tensore simmetrico	Analisi strutturale	Tensione mediata ai nodi, tensione dell'elemento e tensione al punto di integrazione.
Tensione di von Mises / tensione principale	`NMISES`, `EMISES`, `PRINC_NSTRESS`, `PRINC_ESTRESS`, `PRINCV_NSTRESS`, `PRINCV_ESTRESS`	Scalare, vettore	Analisi strutturale	Tensione di von Mises, valori delle tensioni principali e direzioni delle tensioni principali.
Deformazione	`NSTRAIN`, `ESTRAIN`, `ISTRAIN`	Tensore simmetrico	Analisi strutturale	Deformazione nodale, deformazione dell'elemento e deformazione al punto di integrazione.
Deformazione plastica / termica	`PL_ISTRAIN`, `PL_ESTRAIN`, `TH_NSTRAIN`, `TH_ESTRAIN`, `TH_ISTRAIN`	Scalare, tensore simmetrico	Analisi strutturale non lineare, analisi termo-meccanica	Deformazione plastica equivalente e deformazione termica.
Deformazione principale	`PRINC_NSTRAIN`, `PRINC_ESTRAIN`, `PRINCV_NSTRAIN`, `PRINCV_ESTRAIN`	Scalare, vettore	Analisi strutturale	Valori delle deformazioni principali e direzioni delle deformazioni principali.
Analisi dinamica	`VEL`, `ACC`	Vettore	Analisi dinamica	Velocità nodale e accelerazione nodale.
Analisi termica	`TEMP`	Scalare	Analisi di conduzione termica	Temperatura nodale. Nei file dei risultati e di visualizzazione dell'analisi termica viene emessa come campo di temperatura.
Contatto	`CONTACT_NFORCE`, `CONTACT_FRICTION`, `CONTACT_RELVEL`, `CONTACT_STATE`, `CONTACT_NTRACTION`, `CONTACT_FTRACTION`	Vettore, scalare	Analisi di contatto	Forza normale di contatto, forza di attrito, velocità relativa di scorrimento, stato del contatto e forza di contatto per unità di area.
Elemento trave	`BEAM_NQM`	Valore a 12 componenti	Analisi strutturale comprendente elementi trave	Azioni interne di sezione degli elementi trave.
Identificazione / stato	`NODE_ID`, `ELEM_ID`, `SECTION_ID`, `MATERIAL_ID`, `ELEMACT`, `YIELD_RATIO`	Scalare	Analisi strutturale, visualizzazione	Informazioni identificative di nodi, elementi, sezioni e materiali; stato di attivazione degli elementi; rapporto di snervamento. `ELEMACT` emette 1 per gli elementi attivi e 0 per quelli inattivi (disattivati).
Informazioni ausiliarie delle shell	`SHELL_LAYER`, `SHELL_SURFACE`	Scalare	Analisi strutturale comprendente elementi shell	Informazioni ausiliarie che identificano l'output per strato della shell e le superfici della shell.

Per impostazione predefinita, DISP, ROT, NSTRESS e NMISES sono ON. Tuttavia, la presenza effettiva di valori significativi dipende dal tipo di analisi, dal tipo di elemento, dal modello del materiale e dalle impostazioni di contatto. Ad esempio, VEL e ACC sono usati nell'analisi dinamica, mentre CONTACT_* viene usato quando nell'analisi di contatto vengono generate informazioni di contatto.

Output per strato delle shell¶

Gli elementi shell hanno più punti di integrazione o strati nello spessore, per cui i valori di tensione e deformazione possono differire per strato o superficie anche all'interno dello stesso elemento. Con i soli valori ordinari mediati ai nodi o i valori dell'elemento, è difficile distinguere a quale strato o superficie appartenga un valore.

Quando SHELL_LAYER è impostato su ON, i risultati per i lati + e - di ciascuno strato di una shell laminata vengono emessi separatamente. Le componenti di tensione e deformazione emesse includono identificatori del numero di strato e del lato della superficie, consentendo di valutare le distribuzioni di tensione nello spessore e il danneggiamento per strato.

SHELL_SURFACE è un'informazione ausiliaria per identificare superfici della shell, ad esempio la superficie superiore e quella inferiore. Quando si visualizzano risultati per strato della shell, abilitare SHELL_LAYER e le variabili di tensione/deformazione necessarie, quindi selezionare nello strumento di visualizzazione la componente del risultato corrispondente allo strato o alla superficie di interesse.

Poiché l'output per strato delle shell aumenta il numero di componenti emesse, la dimensione del file cresce nei modelli con molti strati. È preferibile limitare l'output alle sole variabili di tensione e deformazione necessarie.

Destinazioni dell'output¶

I file dei risultati e i file di visualizzazione differiscono per scopo e formato di memorizzazione. Entrambi possono essere emessi nella stessa analisi, oppure può essere emesso soltanto uno dei due.

File dei risultati¶

I file dei risultati vengono abilitati con !WRITE,RESULT. I risultati dell'analisi vengono salvati come dati dei risultati FrontISTR / HEC-MW e utilizzati per il post-processing numerico o come input per un'altra analisi. Le variabili di output vengono selezionate con !OUTPUT_RES.

!WRITE,RESULT è implementato anche come parametro RESULT della scheda !WRITE ed è un'opzione di destinazione dell'output insieme all'output di visualizzazione e FEMAP.

I file dei risultati possono memorizzare spostamento, tensione, deformazione, forze di reazione, informazioni di contatto e altre grandezze dell'analisi strutturale, nonché i campi di temperatura dell'analisi termica. L'intervallo di output per step viene specificato con FREQUENCY. Per i nomi concreti dei file, le posizioni e il modo di verificarli dopo l'esecuzione, vedere la guida di esecuzione.

I file dei risultati (estensione .res) sono dati testuali con la struttura seguente. Vengono prima la versione del formato e il commento, quindi le variabili globali e infine le variabili di output per ciascun nodo ed elemento.

*fstrresult 2.0
*comment
<riga di commento>
*global
<numero di variabili globali>
<gradi di libertà delle variabili globali>
<nomi delle variabili globali>
<valori delle variabili globali>
...
*data
<numero di nodi> <numero di elementi>
<numero di dati nodali> <numero di dati degli elementi>
<gradi di libertà dei dati nodali> ...
<nomi dei dati nodali>
...
<valori dei dati nodali>
...
<gradi di libertà dei dati degli elementi> ...
<nomi dei dati degli elementi>
...
<valori dei dati degli elementi>
...

File di log¶

I file di log (estensione .log) sono file di riepilogo che vengono sempre emessi dopo l'analisi. Oltre alle grandezze fisiche per ciascun nodo ed elemento, vengono emessi i valori massimi/minimi delle componenti di spostamento, deformazione e tensione. Nell'analisi modale vengono emessi gli autovalori e i valori degli autovettori. Il parametro LOG di !WRITE controlla il contenuto dell'output. Per i nomi e le posizioni dei file, vedere la guida di esecuzione.

File di visualizzazione¶

I file di visualizzazione vengono abilitati con !WRITE,VISUAL. Essi convertono la mesh e i dati dei risultati in un formato per gli strumenti di visualizzazione e li emettono. Le variabili di output vengono selezionate con !OUTPUT_VIS, mentre il formato e le condizioni di visualizzazione vengono specificati con !VISUAL.

!WRITE,VISUAL non è una parola chiave indipendente; è implementato come parametro VISUAL della scheda !WRITE, che commuta la destinazione di output allo stesso livello di !WRITE,RESULT / !WRITE,FEMAP (fstr_ctrl_get_WRITE in fistr1/src/common/fstr_ctrl_common.f90).

Per abilitare la visualizzazione, sulla scheda !VISUAL devono essere specificati almeno la superficie di visualizzazione e il formato di output. Di seguito è riportato il set minimo di dati.

!WRITE,VISUAL
!VISUAL,method=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK

Le specifiche surface_num e !surface non possono essere omesse. Per la sintassi dettagliata e le opzioni disponibili, vedere !VISUAL.

I principali formati di visualizzazione sono i seguenti.

Formato	Scopo
VTK	Utilizzato per la visualizzazione in ParaView e strumenti analoghi.
AVS (UCD)	Utilizzato per la visualizzazione e lo scambio di dati in formato AVS / UCD.
BMP	Emette i risultati della visualizzazione come immagini.
NEU	Utilizzato per lo scambio di dati nel formato neutro FEMAP.

I file di visualizzazione sono più facili da gestire direttamente con gli strumenti di visualizzazione rispetto ai file dei risultati, ma la loro dimensione aumenta in funzione del formato selezionato e del numero di variabili. Per i modelli su larga scala, abilitare con !OUTPUT_VIS soltanto le variabili necessarie alla visualizzazione.

Restart¶

Il restart è una funzione per salvare lo stato interno nel punto in cui un'analisi viene interrotta e riprendere il calcolo dallo stesso stato nell'esecuzione successiva. I normali file dei risultati vengono emessi per il post-processing, mentre i file di restart memorizzano lo stato affinché il solver possa proseguire il calcolo.

Quando n in !RESTART, FREQUENCY=n è positivo, viene scritto un file di restart all'intervallo di step specificato. Quando n è negativo, all'avvio dell'esecuzione viene letto un file di restart esistente e, successivamente, i file di restart vengono scritti usando il valore assoluto |n| come intervallo di output.

Per il restart dell'analisi strutturale vengono salvati lo step corrente, il substep, lo step cumulativo, il tempo, l'incremento temporale, la cronologia dei carichi, lo spostamento, la forza esterna, la tensione e la deformazione in ciascun punto di Gauss, le variabili di stato interne del materiale, lo stato del contatto e altri dati. L'analisi dinamica salva inoltre lo stato dinamico necessario a riprendere l'integrazione temporale, compresi velocità e accelerazione, energia di deformazione, tempo corrente e incremento temporale. L'analisi termica salva il numero di step, il tempo e il campo di temperatura e, in lettura, ripristina il campo di temperatura come stato iniziale.

Tempi di scrittura e comportamento alla ripresa per il restart dell'analisi statica¶

Per il restart nell'analisi statica (fstr_solve_NLGEOM) esistono due percorsi di scrittura, con comportamenti differenti alla ripresa.

Scrittura durante un substep: all'interno del ciclo dei substep viene scritto un file quando step_count diventa un multiplo di FREQUENCY. Le informazioni temporali registrate vengono salvate come "tempo di inizio dello step corrente" e sono accompagnate dalla lista dei carichi dello step precedente.
Scrittura alla fine di uno step: un file viene sempre scritto immediatamente dopo il completamento del ciclo dei substep di ciascuno step di carico, indipendentemente dal fatto che lo step sia o meno un multiplo di FREQUENCY. Le informazioni temporali registrate vengono salvate come "tempo di fine step" e sono accompagnate dalla lista dei carichi di quello step.

In lettura, FrontISTR determina se lo step è completo verificando se il "tempo corrente" registrato e il "tempo di riferimento" coincidono (fstr_read_restart in fstr_Restart.f90).

Stato al momento della scrittura	Comportamento alla ripresa
Durante un substep	Continua dal substep successivo dello stesso step. Eredita la posizione del substep al momento della scrittura ed esegue il resto del ciclo dei substep.
Fine dello step	Inizia dal primo substep dello step successivo. Incrementa `cstep` di 1, reimposta `substep=1` e quindi continua l'analisi.

Pertanto, anche con la stessa impostazione FREQUENCY, il numero di step e il riferimento temporale dopo la ripresa differiscono a seconda del momento in cui è avvenuta la scrittura (durante un substep / alla fine di uno step). In particolare, la scrittura di fine step viene sempre eseguita alla fine di ogni step, indipendentemente dall'impostazione FREQUENCY.

Tempi di scrittura e comportamento alla ripresa per il restart dell'analisi dinamica¶

Anche il restart dell'analisi dinamica nel dominio del tempo distingue tra scritture durante un substep e scritture alla fine di uno step. Durante un substep viene scritto un file quando il conteggio cumulativo dei substep step_count diventa un multiplo di FREQUENCY; alla fine di uno step viene scritto un file al termine di quello step indipendentemente da FREQUENCY.

In lettura, la posizione di ripresa viene ripristinata a partire dal numero di step, dal numero di substep e dal conteggio cumulativo dei substep salvati. Il formato corrente (restart_version >= 5) utilizza un'intestazione comune all'analisi statica e salva il tempo corrente, l'incremento temporale, le statistiche delle iterazioni di Newton e lo stato dell'incrementazione automatica. Ciò consente all'analisi dinamica che utilizza più schede !STEP e incremento automatico/cutback di mantenere il riferimento temporale e l'incremento temporale dopo il restart. I file di restart di analisi dinamiche in formati precedenti mantengono una compatibilità parziale in lettura, ma le nuove analisi dovrebbero utilizzare il formato corrente.

Scrittura delle schede `!STEP` per il restart¶

Quando si riprende da un restart, FrontISTR legge le schede !STEP nel file cnt come la "sequenza di step da eseguire dopo la ripresa" e le elabora sempre in ordine a partire dalla prima (tot_step=1). Il numero di step contenuto nelle informazioni di restart caricate viene utilizzato per allineare il numero cumulativo di step visualizzato sullo schermo e non influisce sull'indice !STEP nel file cnt stesso. Inoltre, nel formato corrente, al momento della lettura del restart il tempo di riferimento viene aggiunto collettivamente allo starttime di ciascun !STEP nel file cnt, allineando la linea temporale con il tempo di restart come origine.

Pertanto, preparare il file cnt per il restart secondo la seguente politica.

Modalità di interruzione dell'esecuzione	Intervallo di schede `!STEP` da mantenere nel cnt
Scrittura durante un substep (step incompleto)	Mantenere per primo lo step interrotto. Farlo seguire dagli step successivi non ancora eseguiti.
Scrittura alla fine di uno step (step completo)	Rimuovere gli step completati e porre per primo lo step successivo da eseguire.

In entrambi i casi, la regola di base è rimuovere dal file cnt gli step che sono già stati completati. Poiché il tempo di restart viene aggiunto automaticamente a starttime, il file cnt può usare un'origine zero (oppure tempi di inizio step relativi). I riferimenti, quali condizioni al contorno e carichi, devono essere mantenuti nel file cnt soltanto per le schede !STEP rimaste. La stessa politica si applica al restart dell'analisi dinamica con più schede !STEP.

Un tipico flusso di restart è il seguente.

Nell'esecuzione iniziale, specificare !RESTART, FREQUENCY=n e scrivere un file di restart.
Nell'esecuzione che riprende l'analisi, specificare !RESTART, FREQUENCY=-n.
FrontISTR legge il file di restart all'avvio e successivamente scrive un nuovo stato ogni n step.

Per la denominazione e la posizione dei file di restart e per la specifica in fase di esecuzione, vedere la guida di esecuzione. Esiste inoltre una compatibilità parziale in lettura con file in formati precedenti, ma le nuove analisi dovrebbero usare il formato corrente.

Argomenti correlati¶

Esecuzione seriale — Nozioni di base sul posizionamento dei file e sulla verifica dell'output durante l'esecuzione dell'analisi.
!OUTPUT_RES, !OUTPUT_VIS — Specifica delle variabili da emettere nei file dei risultati e nei file di visualizzazione.
!WRITE — Abilitazione dell'output dei file dei risultati, dei file di visualizzazione e dei log e specifica della frequenza di output (parametri RESULT / VISUAL / LOG / FEMAP).
!VISUAL — Specifica delle superfici di visualizzazione e dei formati di output (compreso un esempio di set minimo di dati).
!RESTART — Specifica per la lettura e la scrittura dei file di restart.
Tipi di analisi — Principali elementi dei risultati per ciascun tipo di analisi.
Contatto e incorporamento — Significato dell'output di contatto e gestione degli stati di contatto.
Controllo degli step — Relazione con gli step di output e i punti temporali.